[发明专利]一种超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述聚酰亚胺的分子主链结构中含有线性刚性单元、极性酰胺基团和含氟基团；所述聚酰亚胺薄膜的制备原料包括芳香二酐以及具有酰胺基团和含氟基团的二胺；

所述聚酰亚胺具有如下所示的通式I：

通式I中，n为聚合物结构单元的数目，Ar为下述芳香结构中的任意一种：

R为如下所示的通式Ⅱ中的一种：

通式II中，X为H、F或CF₃，Y为H、F或CF₃，且X、Y中至少有一个为F或者CF₃；

或者，R为如下所示的通式Ⅲ中的一种：

通式Ⅲ中，M的结构选自下述结构中的任意一种：

具有通式II和通式Ⅲ的超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜制备过程中经过退火处理，所述退火处理包括如下步骤：250-300℃处理0.5-1小时，350-400℃处理15-40分钟。

2.根据权利要求1所述的超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述具有酰胺基团和含氟基团的二胺为芳香二胺，所述芳香二胺为N,N’-二(2-氟-4-氨基苯基)-对苯二甲酰胺、N,N’-二(3-氟-4-氨基苯基)-对苯二甲酰胺、N,N’-二(2,5-二氟-4-氨基苯基)-对苯二甲酰胺、N,N’-二(2-三氟甲基-4-氨基苯基)-对苯二甲酰胺、N,N’-二(3-三氟甲基-4-氨基苯基)-对苯二甲酰胺、N,N’-二(2,5-二三氟甲基-4-氨基苯基)-对苯二甲酰胺、N,N’-3,3’-二氟-(1,1-联苯)-4,4’-二氨基苯甲酰胺、N,N’-2,2’-二氟-(1,1-联苯)-4,4’-二氨基苯甲酰胺、N,N’-2,6-二氟-(1,1-联苯)-4,4’-二氨基苯甲酰胺、N,N’-3,3’-二(三氟甲基)-(1,1-联苯)-4,4’-二氨基苯甲酰胺、N,N’-2,2’-二(三氟甲基)-(1,1-联苯)-4,4’-二氨基苯甲酰胺和N,N’-2,6-二(三氟甲基)-(1,1-联苯)-4,4’-二氨基苯甲酰胺中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述芳香二酐为1,2,4,5-均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酸对苯二酰胺四酸二酐和3,3’,4,4’-二苯砜四酸二酐中的一种或多种。

4.一种超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至3任一项所述的超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1：在惰性气体保护下，将具有酰胺基团和含氟基团的芳香二胺溶解于有机溶剂，加入芳香二酐，得到聚酰胺酸均相溶液；

步骤2：将聚酰胺酸均相溶液涂覆于基板上，固化，剥离，干燥，得到待处理聚酰亚胺薄膜；

步骤3：将待处理聚酰亚胺薄膜平铺于基板上，固定，进行退火处理，得到聚酰亚胺薄膜；

所述固化包括如下步骤：60-100℃固化1-2小时，160-250℃固化1-2小时，300-350℃固化1-2小时。

5.根据权利要求4所述的超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述退火处理包括如下步骤：250-300℃处理0.5-1小时，350-400℃处理15-40分钟。

6.根据权利要求4所述的超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺酸均相溶液的固含量为10wt.％-30wt.％；所述芳香二胺与芳香二酐的摩尔比为(0.95-1.02):1。

7.根据权利要求4所述的超低膨胀含氟聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3中，用来将待处理聚酰亚胺薄膜固定于基板上的装置为能对薄膜施加拉伸应力的装置。